JP2011004802A - Method for sterilization processing and sterilizer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、滅菌剤として窒素酸化物ガスを用いて被処理物を滅菌する滅菌処理方法及び滅菌装置に関する。 The present invention relates to a sterilization method and a sterilization apparatus for sterilizing an object to be processed using nitrogen oxide gas as a sterilant.
医療用器具や食品包装材などの被処理物を高度に滅菌する方法として、被処理物が配置された密閉空間に滅菌剤としての窒素酸化物ガスを導入し、被処理物に滅菌剤を反応させる方法が知られている。例えば特許文献1には、窒素ガスと酸素ガスとの混合気体をプラズマ発生室に導入し、前記混合気体をプラズマ化して窒素酸化物ガスを生成し、この窒素酸化物ガスを食品に付着した大腸菌の殺菌用に用いる技術が開示されている。 As a method of highly sterilizing objects to be processed such as medical instruments and food packaging materials, nitrogen oxide gas as a sterilizing agent is introduced into the sealed space where the object to be processed is placed, and the sterilizing agent reacts with the object to be processed The method of making it known is known. For example, in Patent Document 1, a mixed gas of nitrogen gas and oxygen gas is introduced into a plasma generation chamber, the mixed gas is converted into plasma to generate nitrogen oxide gas, and this nitrogen oxide gas is attached to food. The technique used for sterilization of the is disclosed.
しかしながら、滅菌剤として窒素酸化物ガスを用いる場合において、如何なる条件で滅菌処理を行えば被処理物を確実に、且つ工業的に効率良く滅菌し得るかについては、未だに充分解明されていない。特許文献1には窒素酸化物ガスの使用については開示されているものの、具体的な条件については何ら開示されていない。 However, in the case of using nitrogen oxide gas as a sterilant, it has not yet been fully clarified whether under what conditions sterilization can be performed to sterilize the workpiece reliably and industrially efficiently. Patent Document 1 discloses the use of nitrogen oxide gas, but does not disclose any specific conditions.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、被処理物に対して充分な滅菌処理を行える一方で、滅菌処理の効率を効率良く行うことが出来る滅菌処理方法及び滅菌装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a sterilization method and a sterilization apparatus that can efficiently sterilize an object to be processed while efficiently performing sterilization. For the purpose.
上記目的を達成する本発明の一の局面に係る滅菌処理方法は、密閉空間において被処理物を滅菌剤に暴露させる滅菌処理を行う方法であって、前記滅菌剤として窒素酸化物ガスを用い、前記滅菌処理として、前記被処理物の前記窒素酸化物ガスに対する暴露時間をT(min)、前記密閉空間における前記窒素酸化物ガスの濃度をD(kppm)とするとき、次式を満たす滅菌処理を行うことを特徴とする(請求項1)。
T×D≧1000(kppm・min) 但し、T≦120min
A sterilization method according to one aspect of the present invention that achieves the above object is a method of performing a sterilization process in which an object to be processed is exposed to a sterilant in a sealed space, and using nitrogen oxide gas as the sterilant, As the sterilization treatment, when the exposure time of the object to be treated with the nitrogen oxide gas is T (min) and the concentration of the nitrogen oxide gas in the sealed space is D (kppm), the sterilization treatment satisfying the following formula: (Claim 1).
T × D ≧ 1000 (kppm · min) where T ≦ 120 min
この方法によれば、暴露時間Tと窒素酸化物ガス濃度Dとで定まる最低暴露条件を満たす滅菌処理が行われるで、被処理物の充分な滅菌が確保される。また、暴露時間Tの上限が定められているので、効率的な滅菌処理を行うことができる。 According to this method, the sterilization process that satisfies the minimum exposure condition determined by the exposure time T and the nitrogen oxide gas concentration D is performed, so that sufficient sterilization of the workpiece is ensured. Moreover, since the upper limit of the exposure time T is determined, an efficient sterilization process can be performed.
上記方法において、前記滅菌処理は、前記被処理物を収容する空間を密閉化して密閉空間を形成し、この密閉空間の窒素酸化物ガス濃度を徐々に高める第1工程と、前記密閉空間が所定濃度に達した後に所定時間保持する第2工程と、を含み、前記窒素酸化物ガスの濃度Dは、前記第1工程と前記第2工程とを合わせた等価濃度であるものとすることができる(請求項2)。 In the above method, the sterilization treatment includes a first step of sealing a space for accommodating the workpiece to form a sealed space, and gradually increasing the concentration of nitrogen oxide gas in the sealed space; A second step of holding for a predetermined time after reaching the concentration, and the concentration D of the nitrogen oxide gas may be an equivalent concentration combining the first step and the second step. (Claim 2).
この構成によれば、窒素酸化物ガスを密閉空間内で生成しながら、或いは別空間に貯留されている窒素酸化物ガスと前記密閉空間の気体とを徐々に交換しながら、被処理物の滅菌処理を行いことができる。 According to this configuration, the sterilization of the object to be processed is performed while the nitrogen oxide gas is generated in the sealed space or the nitrogen oxide gas stored in another space is gradually exchanged with the gas in the sealed space. Processing can be performed.
この場合、前記窒素酸化物ガスは、二酸化窒素を主成分とするガスであることが望ましい(請求項3)。この構成によれば、滅菌効率を一層向上させることができる。 In this case, it is desirable that the nitrogen oxide gas is a gas containing nitrogen dioxide as a main component. According to this configuration, the sterilization efficiency can be further improved.
本発明の他の局面に係る滅菌装置は、被処理物が収容される第1チャンバと、滅菌剤としての窒素酸化物ガスが生成される第2チャンバと、前記第2チャンバから前記第1チャンバへ向かう連通路を形成する第1配管と、前記第1チャンバから前記第2チャンバへ向かう連通路を形成する第2配管と、前記第1配管及び第2配管にそれぞれ配置される第1弁及び第2弁と、前記第1配管及び第2配管と、前記第1チャンバと、前記第2チャンバとで形成される密閉された空間内で気体を循環させる循環手段と、前記第1弁、第2弁及び循環手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第1弁及び第2弁を開とし、前記循環手段を駆動させて、前記密閉された空間内で前記窒素酸化物ガスを含む気体を循環させ、前記被処理物を、前記窒素酸化物ガスを含む気体に暴露させる滅菌処理を行わせるものであって、前記被処理物の前記窒素酸化物ガスに対する暴露時間をT(min)、前記密閉された空間における窒素酸化物ガスの濃度をD(kppm)とするとき、次式を満たす滅菌処理が行われるよう、前記循環を維持させることを特徴とする(請求項4)。
T×D≧1000(kppm・min) 但し、T≦120min
A sterilization apparatus according to another aspect of the present invention includes a first chamber in which an object to be processed is accommodated, a second chamber in which nitrogen oxide gas as a sterilizing agent is generated, and the first chamber to the first chamber. A first pipe that forms a communication path toward the first chamber, a second pipe that forms a communication path from the first chamber to the second chamber, a first valve disposed in each of the first pipe and the second pipe, and A circulation means for circulating gas in a sealed space formed by a second valve, the first pipe and the second pipe, the first chamber, and the second chamber; the first valve; Control means for controlling the operation of the two valves and the circulation means, wherein the control means opens the first valve and the second valve, drives the circulation means, and drives the circulation means in the sealed space. Circulating a gas containing nitrogen oxide gas, Sterilization treatment for exposing an object to a gas containing the nitrogen oxide gas, the exposure time of the object to be treated with the nitrogen oxide gas being T (min), and nitrogen in the sealed space When the concentration of the oxide gas is D (kppm), the circulation is maintained so that a sterilization process that satisfies the following formula is performed (claim 4).
T × D ≧ 1000 (kppm · min) where T ≦ 120 min
この構成によれば、暴露時間Tと窒素酸化物ガス濃度Dとで定まる最低暴露条件を満たす滅菌処理が行われるで、被処理物の充分な滅菌が確保されると共に、暴露時間Tの上限が定められているので、効率的な滅菌処理を行うことができる滅菌装置を提供することができる。 According to this configuration, the sterilization process that satisfies the minimum exposure condition determined by the exposure time T and the nitrogen oxide gas concentration D is performed, so that sufficient sterilization of the object to be processed is ensured and the upper limit of the exposure time T is set. Therefore, it is possible to provide a sterilization apparatus capable of performing an efficient sterilization process.
本発明によれば、被処理物に対して充分な滅菌処理を行える一方で、滅菌処理の効率を効率良く行うことが出来る滅菌処理方法及び滅菌装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while performing sufficient sterilization processing with respect to a to-be-processed object, the sterilization processing method and sterilization apparatus which can perform the efficiency of sterilization processing efficiently can be provided.
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る滅菌装置100を示すブロック図である。滅菌装置100は、二酸化窒素(NO2)を滅菌剤として用いる滅菌装置であって、導入部101、滅菌室102(密閉空間)、プラズマ発生部103、触媒部104、浄化装置105及び制御部109を含む。滅菌室102に対して、吸気系の導入配管106、循環配管107、及び排気系の排気配管108が備えられている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a
導入部101は、導入配管106に設けられた第1ポンプP11と第1電磁弁V11とを含み、導入配管106を介して外部から空気を滅菌室102に導入する。なお窒素と酸素とを含む気体が封入されたボンベから、該気体を滅菌室102に導入するものであっても良い。
The
滅菌室102は、NO2ガスを貯留可能な密閉構造のチャンバである。滅菌室102は、その内部に被処理物Tを載置するトレイを備えており、滅菌室102内で被処理物の滅菌処理が可能とされている。
The
循環配管107は、一端及び他端の双方が滅菌室102に連通されている。この循環配管107には、流体の循環方向(図中に矢印で表示)の上流側から順に、第2電磁弁V12、プラズマ発生部103、第2ポンプP12、触媒部104及び第3電磁弁V13が配置されている。
One end and the other end of the
プラズマ発生部103は、滅菌原料(空気)をプラズマ化して、滅菌源としての窒素酸化物ガス(NOx)を生成する。このプラズマ発生部103としては、マイクロ波供給装置と、このマイクロ波供給装置からマイクロ波エネルギーを与えられ、原料ガスをプラズマ化するプラズマノズルとを備える大気圧プラズマ発生装置を適用できる。
The
触媒部104は、滅菌源を滅菌物質に変換する触媒であって、プラズマ発生部103で生成されるNOxをNO2に変換する。
The
排気配管108には、浄化装置105、第4電磁弁V14及び第3ポンプP13が配置されている。浄化装置105は、NO2の除去触媒であり、滅菌処理後に滅菌室102内に残存するNO2を無害化した上で排気させる。
In the
制御部109は、上記プラズマ発生部103の動作を制御する他、第1〜第4電磁弁V11〜V14の開閉動作と、第1〜第3ポンプP11〜P13の動作とを制御し、滅菌室102内において被処理物Tを滅菌剤としてのNO2に暴露させる滅菌処理を行わせる。この滅菌処理は、被処理物TのNO2ガスに対する暴露時間をT(min)、滅菌室102内におけるNO2ガスの濃度をD(kppm)とするとき、次式を満たす滅菌処理である。
T×D≧1000(kppm・min) 但し、T≦120min
The
T × D ≧ 1000 (kppm · min) where T ≦ 120 min
このような滅菌処理によれば、暴露時間TとNO2ガス濃度Dとで定まる最低暴露条件を満たす滅菌処理が行われるで、被処理物Tの充分な滅菌が確保される。また、暴露時間Tの上限が定められているので、効率的な滅菌処理を行うことができる。1000(kppm・min)未満の、最低暴露条件を満たさない滅菌処理では、細菌類の充分な滅菌が図れないケースが生じる。なお、T≦120minという条件は、長すぎる暴露時間Tは工業的に妥当ではないという観点から設定されたものである。 According to such a sterilization process, the sterilization process that satisfies the minimum exposure condition determined by the exposure time T and the NO 2 gas concentration D is performed, so that sufficient sterilization of the workpiece T is ensured. Moreover, since the upper limit of the exposure time T is determined, an efficient sterilization process can be performed. In a sterilization treatment that does not satisfy the minimum exposure condition of less than 1000 (kppm · min), there are cases where sufficient sterilization of bacteria cannot be achieved. The condition of T ≦ 120 min is set from the viewpoint that an excessively long exposure time T is not industrially appropriate.
以上の通り構成された滅菌装置100の動作を説明する。制御部109は、排気系の第4電磁弁V14を開とし第3ポンプP13を稼働させて、滅菌室102内を減圧する。その後、導入部101の第1電磁弁V11を開、第2〜第4電磁弁V12〜V14を閉とし、第1ポンプP11を稼働させて滅菌室102内へ空気を導入させる。
The operation of the
続いて制御部109は、第2、第3電磁弁V12、V13を開、第1、第4電磁弁V11、V14を閉とし、第2ポンプP12を稼働させ、滅菌室102と循環配管107との間で空気を循環させる。循環配管107を空気が通過する際、プラズマ発生部103でプラズマ化されNOxが生成され、触媒部104でNO2に変換される。これにより、滅菌室102内のNO2ガス濃度が徐々に高まって行く(第1工程)。同時に、被処理物Tの滅菌も開始される。
Subsequently, the
このような循環配管107を経由する空気の循環が所定期間継続されることで、滅菌室102には所期の濃度のNO2ガスが貯留されるようになる。滅菌室102のNO2ガス濃度が所定濃度に達したことが図略の濃度センサで検知されると、制御部109は、第1〜第4電磁弁V11〜V14の全てを閉の状態として、所定時間だけこの状態を保持する(第2工程)。この期間、被処理物TはNO2ガスに暴露される。被処理物TにNO2ガスが反応し、被処理物Tが滅菌される。
By continuing the circulation of air through the
本実施形態のように、NO2ガスを生成しつつ滅菌処理を行う実施形態では、上記の条件式における暴露時間Tは、前記第1工程と前記第2工程の合計時間である。また、NO2ガス濃度Dは、前記第1工程における滅菌室102のガス濃度と、前記第2工程におけるガス濃度とを合わせた等価暴露濃度で計算する。例えば、第1工程で60minを費やして24kppmの濃度のNO2ガスを生成し、その後の第2工程で60min保持した場合を想定する。この場合、等価暴露濃度は、第1工程の期間中における平均濃度は12kppmとなるので、これを第1工程と第2工程との時間比で按分して、18kppmと算出される。制御部109は、第1工程と第2工程との合計で、T≦120minという制限下において、T×D≧1000(kppm・min)の条件を満たすような滅菌処理を実行させる。
In the embodiment in which sterilization is performed while generating NO 2 gas as in this embodiment, the exposure time T in the above conditional expression is the total time of the first step and the second step. The NO 2 gas concentration D is calculated as an equivalent exposure concentration that combines the gas concentration in the
滅菌処理の終了後、制御部109は、第4電磁弁V14を開、第1〜第3電磁弁V12〜V14を閉とし、第3ポンプP13を稼働させる。これにより、滅菌室102内に残存するNO2ガスは、浄化装置105で無害化された後、排気される。
After the sterilization process is finished, the
<実施例>
容積が40リットルの円筒型チャンバ(滅菌室102)を用い、チャンバ内圧力を1気圧、温度を25℃として、下記の表1に示す実施例1〜5、比較例1〜7の条件で各々滅菌処理を行った。表1中、「NO2生成時間」は上記第1工程の時間に、「保持時間」は前記第2工程の時間にそれぞれ相当する。また、「NO2の到達濃度」は、前記第2工程へ移行するタイミングの濃度を示す。暴露時間T、等価暴露濃度Dは、上記の説明の通りである。被処理物としては、バイオロジカルインディケータであるジョンソン・アンド・ジョンソン社の「サイクルシュアBI」(登録商標)を2個使用し、これを前記チャンバの底面中央に並べて配置した。
<Example>
Using a cylindrical chamber (sterilization chamber 102) with a volume of 40 liters, the pressure in the chamber was 1 atm, and the temperature was 25 ° C., respectively, under the conditions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 7 shown in Table 1 below. Sterilization was performed. In Table 1, “NO 2 generation time” corresponds to the time of the first step, and “holding time” corresponds to the time of the second step. Further, “NO 2 reached concentration” indicates the concentration at the timing of shifting to the second step. The exposure time T and the equivalent exposure concentration D are as described above. As the object to be processed, two “Cycle Sure BI” (registered trademark) manufactured by Johnson & Johnson, which is a biological indicator, were used and arranged in the center of the bottom of the chamber.
表1に示すように、T×D≧1000(kppm・min)の条件を満たす実施例1〜5の滅菌処理では、「サイクルシュアBI」に対する滅菌が確実に行われることが確認された。図2は、表1の結果をプロットしたグラフである。図中の○印は実施例1〜5、△印は比較例1〜4、×印は比較例5〜7をそれぞれ示している。また、図2中に示す「滅菌限界」の曲線はT×D=1000(kppm・min)に相当するものであるが、上記実施例1〜5、及び比較例1〜7の結果より、この「滅菌限界」の曲線が有意であることが理解される。 As shown in Table 1, it was confirmed that in the sterilization treatments of Examples 1 to 5 that satisfy the condition of T × D ≧ 1000 (kppm · min), sterilization with respect to “Cycle Sure BI” is surely performed. FIG. 2 is a graph in which the results of Table 1 are plotted. In the figure, ◯ indicates Examples 1 to 5, Δ indicates Comparative Examples 1 to 4, and X indicates Comparative Examples 5 to 7, respectively. The curve of “sterilization limit” shown in FIG. 2 corresponds to T × D = 1000 (kppm · min). From the results of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 7, It is understood that the “sterility limit” curve is significant.
[第2実施形態]
図3は、本発明の第2実施形態に係る滅菌装置1を示すブロック図である。この滅菌装置1は、例えばメス、鉗子、カテーテルなどの医療用器具や、包装シート、トレイ、ボトルなどの食品包装材を被処理物とし、これらに滅菌剤を作用させて滅菌処理を施すための装置である。本実施形態においても、滅菌剤としてNO2ガスが用いられる。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a block diagram showing a sterilization apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention. The sterilization apparatus 1 uses, for example, medical instruments such as a scalpel, forceps, and catheter, and food packaging materials such as packaging sheets, trays, and bottles to be processed, and applies a sterilizing agent to these to perform sterilization processing. Device. Also in this embodiment, NO 2 gas is used as a sterilizing agent.
滅菌装置1は、メインチャンバ11(第1チャンバ)、サブチャンバ12(第2チャンバ)、吸気系統20、循環系統30、連係系統40及び排気系統50を含む。これら系統20〜50の適所には、第1〜第8電磁弁V1〜V8と、第1ポンプP1〜第4ポンプP4とが配置されている。
The sterilizer 1 includes a main chamber 11 (first chamber), a sub chamber 12 (second chamber), an
メインチャンバ11は、被処理物が収容される密閉空間を提供するチャンバであり、例えばステンレス鋼などで構成され、高度の真空引きに対応できる耐圧構造を備えた大容量のチャンバである。図示は省略しているが、メインチャンバ11には被処理物を搬入出するためのドアが備えられ、その内部には、被処理物を積載するための処理トレイが備えられている。
The
メインチャンバ11には、滅菌剤の濃度を計測する第1濃度センサ111と、チャンバ内の圧力を検出する第1圧力センサ112とが備えられている。第1濃度センサ111は、滅菌剤としてのNO2の濃度を計測するもので、滅菌処理後にメインチャンバ11内を排気するに当たり、この第1濃度センサ111の計測値が参照される。第1圧力センサ112は、メインチャンバ11内の減圧状態を計測するセンサである。この他、温度センサ、湿度センサ、或いはオゾンセンサ等の各種物理量センサが備えられていても良い。
The
サブチャンバ12は、滅菌剤を生成するためのチャンバであり、例えばステンレス鋼などで構成され、メインチャンバ11と同様に、高度の真空引きに対応できる耐圧構造を備えた比較的小容量のチャンバである。後記で詳述するが、サブチャンバ12内において常圧下で所定濃度のNO2ガスが生成され、減圧下にあるメインチャンバ11内に該NO2ガスが導入される。
The sub-chamber 12 is a chamber for generating a sterilizing agent, and is made of, for example, stainless steel. Like the
サブチャンバ12内にも、NO2の濃度を計測する第2濃度センサ121と、チャンバ内の圧力を検出する第2圧力センサ122とが備えられている。第2濃度センサ121の計測値は、例えばNO2ガスをメインチャンバ11へ導入する前に、サブチャンバ12内で所定濃度のNO2ガスが生成されているか否かを確認するために参照される。
Also in the sub-chamber 12, a
吸気系統20は、サブチャンバ12、若しくはサブチャンバ12及びメインチャンバ11の双方に乾燥した外気(空気)を導入させるための配管系統である。吸気系統20は、第1ポンプP1、エアドライヤ21、湿度センサ22、第1電磁弁V1、第1常圧配管201及び第1真空配管202を含む。第1常圧配管201は、第1ポンプP1と第1電磁弁V1との間を接続する配管であり、その経路中にエアドライヤ21及び湿度センサ22が配置されている。第1真空配管202は、第1電磁弁V1とサブチャンバ12との間を接続している。
The
第1ポンプP1は、減圧状態にあるサブチャンバ12、若しくはサブチャンバ12及びメインチャンバ11の双方を常圧に戻すときに動作されるポンプである。第1ポンプP1は、外気を吸入し、第1常圧配管201及び第1真空配管202を介してサブチャンバ12内に外気を送り込む。エアドライヤ21は、外気に含まれる水分を除去するもので、例えば電熱ヒータを備えた乾燥装置が適用される。このエアドライヤ21を通過した空気は、ほぼ湿度がゼロとなる。湿度センサ22は、第1常圧配管201内を流通する空気の湿度を検出する。この湿度センサ22は、専らエアドライヤ21の故障検知のために用いられる。
The first pump P1 is a pump that is operated when the sub-chamber 12 in a reduced pressure state or both the sub-chamber 12 and the
第1電磁弁V1は、第1ポンプP1の稼働時に連動して「開」とされるバルブである。すなわち、第1電磁弁V1は、メインチャンバ11及びサブチャンバ12を含む系統を、外気圧と遮断する必要があるときに「閉」とされ、これを常圧に復帰させるときに「開」とされる。このため、第1電磁弁V1よりも吸気方向下流側は、真空引きに耐性を有する第1真空配管202が用いられている。
The first electromagnetic valve V1 is a valve that is “opened” in conjunction with the operation of the first pump P1. That is, the first electromagnetic valve V1 is “closed” when the system including the
循環系統30は、主に吸気系統20によりサブチャンバ12に導入された乾燥空気をプラズマで電離して、滅菌剤としてのNO2ガスを生成する際に稼働される系統である。循環系統30は、第2電磁弁V2、第3電磁弁V3、流量制御弁FV、プラズマノズル31、ガス流量計32、第2ポンプP2、NO2変換部33、第2真空配管301、第3真空配管302、及び第2常圧配管303を含む。
The
第2真空配管301の一端側はサブチャンバ12内に連通し、他端側は第2電磁弁V2を介して第2常圧配管303の一端側に接続されている。第3真空配管302の一端側はサブチャンバ12内に連通し、他端側は第3電磁弁V3を介して第2常圧配管303の他端側に接続されている。これにより、サブチャンバ12と連通する、第2真空配管301の一端側を起点として第3真空配管302の一端側に戻るループ管路が形成されている。本実施形態では、第2真空配管301側が、当該ループ管路内を流れる空気流の上流側となる。第2常圧配管303に対して、上流側から順に流量制御弁FV、プラズマノズル31、ガス流量計32、第2ポンプP2及びNO2変換部33が配置されている。
One end side of the
第2電磁弁V2及び第3電磁弁V3は、サブチャンバ12が減圧状態にあるときに「閉」とされ、後述する常圧状態でのNO2ガス生成時及び無害化処理時に「開」とされる弁である。このため、第2電磁弁V2及び第3電磁弁V3とサブチャンバ12とを接続する配管として、第2真空配管301及び第3真空配管302が適用されている。
The second solenoid valve V2 and the third solenoid valve V3 are “closed” when the sub-chamber 12 is in a reduced pressure state, and “open” during NO 2 gas generation and detoxification processing in a normal pressure state to be described later. Is a valve. For this reason, the
流量制御弁FVは、プラズマノズル31の上流側において第2常圧配管303に配置され、第2常圧配管303中を移送されるガスの流量を制限する弁である。
The flow control valve FV is a valve that is disposed in the second
プラズマノズル31は、プラズマ(電離気体)を発生させるための電界集中部を提供する。第2常圧配管303を流通する空気は、プラズマノズル31の前記電界集中部を通過することで電離され、NO2ガスやNOガスを含む窒素酸化物(NOx)ガスに変換される。このようなプラズマを発生させるために、本実施形態ではマイクロ波エネルギーが用いられている。当該マイクロ波エネルギーは、マイクロ波供給装置60からプラズマノズル31に与えられる。
The
図4は、マイクロ波供給装置60の構成を概略的に示すブロック図である。マイクロ波供給装置60は、マイクロ波エネルギーを発生すると共に、これをプラズマノズル31に供給するための装置であって、マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置61と、前記マイクロ波を伝搬させる導波管62とを含む。この導波管62に、プラズマノズル31が取り付けられている。また、マイクロ波発生装置61と導波管62との間には、アイソレータ63、カプラ64及びチューナ65が備えられている。
FIG. 4 is a block diagram schematically showing the configuration of the
マイクロ波発生装置61は、例えば2.45GHzのマイクロ波を発生するマグネトロン等のマイクロ波発生源と、このマイクロ波発生源にて発生されたマイクロ波の強度を所定の出力強度に調整するアンプとを含む。本実施形態では、例えば1W〜3kWのマイクロ波エネルギーを出力できる連続可変型のマイクロ波発生装置61が好適に用いられる。
The
導波管62は、アルミニウム等の非磁性金属からなり、断面矩形の長尺管状を呈し、マイクロ波発生装置61により発生されたマイクロ波を、その長手方向に伝搬させる。導波管62の遠端側には、スライディングショート621がフランジ部622を介して取り付けられている。スライディングショート621は、マイクロ波の反射位置を変化させて定在波パターンを調整するための部材である。
The
アイソレータ63は、導波管62からの反射マイクロ波のマイクロ波発生装置61への入射を抑止する機器であり、サーキュレータ631とダミーロード632とを含む。サーキュレータ631は、マイクロ波発生装置61で発生されたマイクロ波を導波管62に向かわせる一方で、反射マイクロ波をダミーロード632に向かわせる。ダミーロード632は、反射マイクロ波を吸収して熱に変換する。カプラ64は、マイクロ波エネルギーの強度を計測する。チューナ65は、導波管62に突出可能なスタブを含み、反射マイクロ波が最小となるような調整、つまりプラズマノズル31でのマイクロ波エネルギーの消費が最大となる調整を行うための機器である。カプラ64は、この調整の際に利用される。
The
図5は、導波管62に取り付けられた状態のプラズマノズル31を示す断面図である。プラズマノズル31は、中心導体311、外部導体312、スペーサ313及び保護管314を備えている。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the
中心導体311は、良導電性の金属から構成された棒状部材からなり、その上端部311Bの側が導波管62の内部に所定長さだけ突出している。この突出した上端部311Bは、導波管62内を伝搬するマイクロ波を受信するアンテナ部として機能する。
The
外部導体312は、良導電性の金属から構成され、中心導体311を収納する筒状空間312H(プラズマ発生空間)を有する筒状体である。中心導体311は、この筒状空間312Hの中心軸上に配置されている。外部導体312は、導波管62の下面板に一体的に取り付けられた円筒型の金属フランジ板623に嵌め込まれ、ネジ624で締め付けられることにより、導波管62に固定されている。導波管62がアース電位とされる結果、外部導体312もアース電位とされる。
The
また、外部導体312は、その外周壁から筒状空間312Hに貫通するガス供給孔312Nを有する。このガス供給孔312Nには、第2常圧配管303の上流側が接続される。他方、筒状空間312Hの下端部には、絶縁性の配管315が接続されている。なお、この配管315は、第2常圧配管303の一部を構成する。これにより、第2常圧配管303内を流通する気体は、筒状空間312H内を経由することになる。
The
スペーサ313は、中心導体311を保持すると共に、導波管62内の空間と筒状空間312Hとの間をシールする。スペーサ313は、例えばポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性樹脂材料やセラミック等からなる絶縁性部材を用いることができる。外部導体312の筒状空間312Hの上端部分には段差部が設けられ、該段差部でスペーサ313が支持されている。スペーサ313で保持された中心導体311は、外部導体312とは絶縁された状態となる。保護管314は、所定長さの石英ガラスパイプ等からなり、外部導体312の下端縁312Tにおける異常放電(アーキング)を防止するために、筒状空間312Hの下端部分に嵌め込まれている。
The
上記のように構成されたプラズマノズル31によれば、中心導体311が導波管62を伝搬するマイクロ波を受信すると、アース電位の外部導体312との間に電位差が生じる。特に、中心導体311の下端部311Tと外部導体312の下端縁312Tとの近傍に電界集中部が形成されるようになる。かかる状態で、ガス供給孔312Nから酸素分子と窒素分子とを含むガス(空気)が筒状空間312Hへ供給されると、ガスが励起されて中心導体311の下端部311T付近においてプラズマ(電離気体)が発生する。該プラズマは、NOxとフリーラジカルを含んでいる。また、このプラズマは、電子温度が数万度であるものの、ガス温度は外界温度に近い反応性プラズマ(中性分子が示すガス温度に比較して、電子が示す電子温度が極めて高い状態のプラズマ)であって、常圧下で発生するプラズマである。
According to the
ここで、プラズマを発生させる筒状空間312Hは、上記のように大気圧下でプラズマを発生させることが可能な空間ではあるが、筒状空間312Hの直ぐ下流側に第2ポンプP2が配置されていることから、第2ポンプP2の動作に伴うガス流の発生で筒状空間312H及び絶縁性の配管315の内部が僅かに負圧となる。筒状空間312Hの直ぐ上流側に流量制御弁FVが設けられていることもまた、流量制御弁FV〜第2ポンプP2間のガス搬送空間の負圧形成に寄与する。
Here, the
先の第1実施形態で説明した通り、筒状空間312Hが減圧される結果として、プラズマノズル31におけるプラズマの安定的な点灯と、点灯状態の維持が確保される。因みに、もし第2ポンプP2をプラズマノズル31の上流側に配置した場合、筒状空間312Hは若干大気圧よりも高い正圧となり、プラズマの点灯及びその維持においては望ましくない環境となる。
As described in the first embodiment, as a result of reducing the pressure of the
図3に戻って、ガス流量計32は、第2常圧配管303内を流通する気体の流量を計測する。第2ポンプP2は、NO2ガス生成時に、サブチャンバ12と循環系統30のループ管路とで構成される一つの空間内において、ガスを循環させるためのポンプである。プラズマノズル31が動作している状態で第2ポンプP2が稼働されると、プラズマを発生させる筒状空間312Hを繰り返しガスが通過し、徐々にNO2の濃度が上昇してゆくことになる。第2ポンプP2は、NOx等に耐性を持つ耐薬品性のポンプが用いられる。
Returning to FIG. 3, the
NO2変換部33は、プラズマノズル31を通過し、様々な物質を含んだ状態のガスから、NO2を抽出する機能を有する。図6は、NO2変換部33の詳細構成を示すブロック図である。NO2変換部33は、プラズマノズル31から送り出されるガス中からHNO3を吸着するフィルタ331と、フィルタ331を通過したガス中のNOxをNOに変換する第1変換部332と、続いてそのNOをNO2に変換する第2変換部333とを備えている。
The NO 2 conversion unit 33 has a function of extracting NO 2 from a gas that passes through the
プラズマノズル31において空気が電離されると、NO、O3が生成される。これらは次式に反応により段階的に酸化され、最終的にはエアドライヤ21で除去しきれずに僅かに残存する水分との反応により一部が硝酸(HNO3)に転換する。
NO+O3→NO2+O2
2NO2+O3→N2O5+O2
N2O5+H2O→2HNO3
When air is ionized in the
NO + O 3 → NO 2 + O 2
2NO 2 + O 3 → N 2 O 5 + O 2
N 2 O 5 + H 2 O → 2HNO 3
フィルタ331は、上記の反応で生成されるHNO3を吸着する。このフィルタ331としては、例えばセラミック製のハニカム構造を備えた基材に、硝酸吸着性のコーティング層を施したフィルタを用いることができる。硝酸吸着性のコーティング層としては、例えばゼオライト、アルミナ、シリカゲル等の珪素吸着剤を用いることができる。
The
第1変換部332は、フィルタ331を通過したガスに含まれる、NO2以外のNOxをNOに変換する。第1変換部332としては、例えばセラミック製のハニカム構造を備えた基材に、白金やパラジウム等を含有するコーティング層が形成された触媒と、該触媒の温度を調整するヒータとを備えた触媒装置を用いることができる。
The
第2変換部333は、第1変換部332を通過したガス中に含まれるNOをNO2に変換する。第2変換部333としては、同様に、セラミック製のハニカム構造を備えた基材に、白金やパラジウム等を含有するコーティング層が形成された触媒と、該触媒の温度(第1変換部332の触媒とは異なる温度)を調整するヒータとを備えた触媒装置を用いることができる。
次に、連係系統40は、メインチャンバ11とサブチャンバ12との間を連通させるための系統である。連係系統40は、第4電磁弁V4(第1弁)、第5電磁弁V5(第2弁)、第3ポンプP3(循環手段)、第4真空配管401(第1配管)及び第5真空配管402(第2配管)を含む。
Next, the
第4真空配管401の一端(上流端)はサブチャンバ12に接続され、他端(下流端)はメインチャンバ11に接続されている。この第4真空配管401の上流側に第3ポンプP3が配置され、下流側に第4電磁弁V4が配置されている。第3ポンプP3は、耐薬品性のポンプであって、サブチャンバ12を真空引きする際、サブチャンバ12からNO2ガスをメインチャンバ11に導入(循環)して滅菌処理を行う際、及びメインチャンバ11内を排気して無害化処理する際に動作する。第4電磁弁V4は、この第3ポンプP3が動作する際に「開」とされる弁である。
One end (upstream end) of the
第5真空配管402の一端側(上流端)はメインチャンバ11に接続され、他端側(下流端)はサブチャンバ12に接続されている。第5真空配管402の中間部には、後述する第7真空配管502の下流端が合流している。第5電磁弁V5は、第7真空配管502の合流部よりも上流位置において、第5真空配管402に取り付けられている。この第5電磁弁V5は、滅菌処理を行う際、メインチャンバ11及びサブチャンバ12を常圧に復帰させる際に「開」とされる弁である。
One end side (upstream end) of the
排気系統50は、滅菌処理に用いたNO2ガスを密閉空間内で無害化すると共に、無害化処理後のガスを外部に排気するための系統である。排気系統50は、HNO3変換部51、フィルタ52、第6電磁弁V6、第7電磁弁V7、第8電磁弁V8、第4ポンプP4、第6真空配管501、第7真空配管502、第4常圧配管503及び第5常圧配管504を含む。
The
第6真空配管501の一端側(上流端)はメインチャンバ11に接続され、他端側(下流端)は第6電磁弁V6を介して第4常圧配管503の一端側(上流端)に接続されている。第4常圧配管503の他端側(下流端)は、第4ポンプP4を通して外部と連通している。この第4常圧配管503には、上流側から順に、HNO3変換部51、フィルタ52及び第8電磁弁V8が取り付けられている。第5常圧配管504の一端側(上流端)は、フィルタ52と第8電磁弁V8との間において第4常圧配管503に接続され、他端側(下流端)は第7電磁弁V7を介して第7真空配管502の一端側(上流端)に接続されている。第7真空配管502の他端側(下流端)は、第5真空配管402の中間部に接続されている。上記の第4常圧配管503及び第7真空配管502が備えられている結果、第1電磁弁V1及び第8電磁弁V8が「閉」とされれば、メインチャンバ11、排気系統50、連係系統40及びサブチャンバ12を、一つの密閉された空間とすることが可能となる。
One end side (upstream end) of the
第6電磁弁V6は、メインチャンバ11及びサブチャンバ12の減圧時、無害化処理時及びその後の排気時に「開」とされる弁である。第7電磁弁V7は、無害化処理時にのみ「開」とされる弁である。第8電磁弁V8は、メインチャンバ11及びサブチャンバ12の減圧時と、無害化処理後の排気時とに「開」とされる弁である。第4ポンプP4は、メインチャンバ11及びサブチャンバ12を真空引きする際に駆動される真空ポンプである。
The sixth electromagnetic valve V6 is a valve that is “opened” when the
HNO3変換部51は、滅菌処理後のガスに含まれるNO2をHNO3に変換する。この変換を行うために、HNO3変換部51には、オゾン(O3)を発生するオゾン発生器と、水(H2O)を供給するための水分導入器とを備えている。HNO3変換部51を通過するNO2ガスにO3及びH2Oが加えられることで、前記ガスはHNO3を含むガスに化学的に変換される。 The HNO 3 conversion unit 51 converts NO 2 contained in the sterilized gas into HNO 3 . In order to perform this conversion, the HNO 3 conversion unit 51 includes an ozone generator that generates ozone (O 3 ) and a water introduction device that supplies water (H 2 O). By adding O 3 and H 2 O to the NO 2 gas passing through the HNO 3 converter 51, the gas is chemically converted into a gas containing HNO 3 .
フィルタ52は、ガス中のHNO3を吸着するフィルタである。このフィルタ52としては、循環系統30のフィルタ331(図6)と同じフィルタを用いることができ、例えばセラミック製のハニカム構造を備えた基材に、硝酸吸着性のコーティング層を施したフィルタを用いることができる。
The
続いて、滅菌装置1の電気的な制御構成を図7に基づいて説明する。図3では図示を省略しているが、滅菌装置1は、当該滅菌装置1の動作を電気的に制御するための制御装置70(制御手段)を備えている。制御装置70は、情報処理等を行うCPU(中央演算処理装置)を備え、滅菌装置1の動作制御を行うべくプログラミングされたソフトウェアが実行されることで、図5に示す機能部を具備するように動作する。制御装置70は、機能的に、全体制御部71、ポンプ制御部72、電磁弁制御部73、プラズマ制御部74、ロック制御部75及びドライヤ制御部76を備えている。
Next, an electrical control configuration of the sterilizer 1 will be described with reference to FIG. Although not shown in FIG. 3, the sterilizer 1 includes a control device 70 (control means) for electrically controlling the operation of the sterilizer 1. The
全体制御部71は、滅菌装置1の全体的な動作モードを管理し、各個別の制御部72〜76に対して動作モードの変更及び維持を通知する制御信号を与える。第1及び第2濃度センサ111、121が計測するメインチャンバ11及びサブチャンバ12内のNO2の濃度データ、第1及び第2圧力センサ112、122が計測するメインチャンバ11及びサブチャンバ12内の圧力データは、全体制御部71に入力される。全体制御部71は、これら濃度データ及び圧力データ、図略のタイマー装置から与えられるタイムデータ等に基づいて、滅菌装置1の動作モードを管理する。
The
ポンプ制御部72は、第1〜第4ポンプP1〜P4に対して、個別に動作モードに応じて、ポンプ動作の実行及びその停止を制御する制御信号を与える。電磁弁制御部73は、第1〜第8電磁弁V1〜V8に対して、個別に動作モードに応じて、弁を「開」又は「閉」とする制御信号を与える。
The
プラズマ制御部74は、マイクロ波供給装置60に、その起動又は停止を制御する制御信号を与える。すなわちプラズマ制御部74は、プラズマノズル31においてプラズマを発生させる期間を制御する。
The
ロック制御部75は、チャンバロック装置13の動作を制御する。チャンバロック装置13は、メインチャンバ11が備える被処理物の搬入出用の開閉ドアをインターロックする装置である(図3では図示省略)。メインチャンバ11の前記ドアは、被処理物に対する一連の滅菌処理工程中は、安全確保のためチャンバロック装置13でロックされる。
The
ドライヤ制御部76は、エアドライヤ21のON−OFF動作を制御する。湿度センサ22が計測する湿度データは、ドライヤ制御部76に出力される。ドライヤ制御部76は、前記湿度データが、エアドライヤ21が動作障害を起こしていることを示す異常値であるとき、異常信号を全体制御部71に出力し、ユーザにその異常を報知させる。
The
図8は、制御装置70により制御される滅菌装置1の動作を示すタイミングチャートである。また、図9は、第1〜第4ポンプP1〜P4の制御状態を示す表形式の図、図10は、第1〜第8電磁弁V1〜V8の制御状態を示す表形式の図である。図9において○印はポンプが動作し、×印はポンプが停止している状態をそれぞれ示し、図10において○印は電磁弁が「開」とされ、×印は「閉」とされている状態をそれぞれ表している。なお、図8の横欄の一つの「工程の内容」欄と、図9及び図10の最左縦欄の「工程」欄とがリンクしている。
FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the sterilizer 1 controlled by the
時刻T1は、ユーザにより滅菌装置1のスタートボタンが押下され、一連の滅菌処理工程が開始される時刻である。滅菌処理工程は、図8に示されているように、被処理物を乾燥させる第1乾燥工程、滅菌材としてのNO2ガスを生成する滅菌準備工程、被処理物をNO2ガスと接触させて被処理物を滅菌する滅菌工程、滅菌処理後に残留したNO2ガスを浄化する排ガス無害化工程、及び被処理物を再度乾燥させる第2乾燥工程とを含む。なお、時刻T1の前に、医療用器具などの被処理物がメインチャンバ11内に収容されていることが前提となる。
Time T1 is the time when the user presses the start button of the sterilizer 1 and a series of sterilization processing steps are started. As shown in FIG. 8, the sterilization process includes a first drying process for drying the object to be processed, a sterilization preparation process for generating NO 2 gas as a sterilizing material, and bringing the object to be processed into contact with NO 2 gas. A sterilization process for sterilizing the object to be processed, an exhaust gas detoxification process for purifying NO 2 gas remaining after the sterilization process, and a second drying process for drying the object to be processed again. It is assumed that an object to be processed such as a medical instrument is accommodated in the
第1乾燥工程は、メインチャンバ11及びサブチャンバ12内を高度に真空引きする排気工程と、一定時間だけ状態を維持する保持工程と、サブチャンバ12内にNO2ガスの生成原料となる乾燥空気を導入する吸気工程とからなる。
The first drying process includes an evacuation process for highly evacuating the
制御装置70の全体制御部71は、時刻T1に、まずメインチャンバ11の開閉ドアのロック指示をロック制御部75に与える。これを受けてロック制御部75は、チャンバロック装置13を駆動し、メインチャンバ11の開閉ドアをインターロックする。併せて、上記排気工程の実行のため、動作モードを「排気モード」に設定し、各個別制御部72〜76にそのモード設定信号を通知する。
The
排気モードが設定されると、ポンプ制御部72は、第3、第4ポンプP3、P4を動作させ、電磁弁制御部73は第4、第6、第8電磁弁V4、V6、V8を「開」とする。これら電磁弁のみが「開」とされることにより、サブチャンバ12から、第4真空配管401、メインチャンバ11、第6真空配管501及び第4常圧配管503を経て第4ポンプP4に至る排気路が形成される。そして、第3、第4ポンプP3、P4の駆動によって、メインチャンバ11及びサブチャンバ12内は真空引きされる。
When the exhaust mode is set, the
全体制御部71は、第1、第2圧力センサ112、122から圧力データを所定のサンプリング周期毎に受け取り、メインチャンバ11及びサブチャンバ12の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻T2で所定の真空度(図8では1Torrを例示)に達したと判定すると、全体制御部71は、上記保持工程の実行のため、動作モードを「保持モード」に設定する。
The
保持モードは、第1〜第4ポンプP1〜P4の全てが停止され、第1〜第8電磁弁V1〜V8の全てが「閉」とされるモードである。なお、図9及び図10では、この保持モードに対応する保持工程の状態の記載は省いている。従って、保持モードが設定されると、ポンプ制御部72は、第3、第4ポンプP3、P4を停止させ、電磁弁制御部73は第4、第6、第8電磁弁V4、V6、V8を「閉」とする。全体制御部71は、時刻T2からタイマー装置に計時を開始させ、所定時間が経過する時刻T3まで保持モードを維持する。この保持工程が一定時間継続されることで、メインチャンバ11内並びにそこに収容されている被処理物、及びサブチャンバ12の内部が乾燥状態とされる。また、メインチャンバ11及びサブチャンバ12内の真空状態が安定する。
The holding mode is a mode in which all of the first to fourth pumps P1 to P4 are stopped and all of the first to eighth electromagnetic valves V1 to V8 are “closed”. In FIG. 9 and FIG. 10, the description of the state of the holding process corresponding to this holding mode is omitted. Therefore, when the holding mode is set, the
時刻T3になると、全体制御部71は、上記吸気工程の実行のため動作モードを「吸気モード」に設定する。吸気工程は、減圧下にあるサブチャンバ12内に乾燥空気を導入することを目的とするので、ポンプ制御部72は第1ポンプP1のみを動作させ、電磁弁制御部73は第1電磁弁V1のみを「開」とする。また、ドライヤ制御部76は、エアドライヤ21を稼働させる。かかる状態とされることで、第1ポンプP1により外部から吸引された空気が、エアドライヤ21で高度に乾燥されながら、第1常圧配管201と第1真空配管202とを通して、サブチャンバ12内に導入される。なお、メインチャンバ11内は、この吸気工程の間(及び次の滅菌準備工程の間)も乾燥工程が継続される。
At time T3, the
吸気モードの間、全体制御部71は、第2圧力センサ122から圧力データをサンプリング周期毎に受け取りサブチャンバ12の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻T4で常圧(760Torr)に達したと判定すると、全体制御部71は吸気モードを終了する。また、ドライヤ制御部76は、エアドライヤ21を停止させる。
During the intake mode, the
続いて、滅菌準備工程が実行される。この工程は、サブチャンバ12内を所定濃度の滅菌ガスで充満させるために、プラズマで空気を電離してNO2ガスを生成するプラズマ工程からなる。 Subsequently, a sterilization preparation process is executed. This step comprises a plasma step of generating NO 2 gas by ionizing air with plasma in order to fill the sub-chamber 12 with a predetermined concentration of sterilizing gas.
時刻T4に全体制御部71は、上記プラズマ工程の実行のため動作モードを「プラズマモード」に設定する。プラズマモードが設定されると、ポンプ制御部72は第2ポンプP2のみを動作させ、電磁弁制御部73は第2、第3電磁弁V2、V3を「開」とする。これにより、サブチャンバ12、第2真空配管301、第2常圧配管303及び第3真空配管302で構成される一つの密閉空間が形成され、該密閉空間内を空気(NO2ガス)が循環可能となる。
At time T4, the
また、時刻T4の時点で、プラズマ制御部74はマイクロ波供給装置60を動作させる。これによりマイクロ波供給装置60はプラズマノズル31にマイクロ波エネルギーを供給し、プラズマノズル31でプラズマが発生する。このとき、第2ポンプP2の動作に伴筒状空間312Hが大気圧よりも減圧された状態となるので、プラズマの点灯性が良好となり、またその点灯状態が良好に維持される。プラズマノズル31を経由して循環する空気は電離され、さらにNO2変換部33を通過することでNO2ガスに変換される。この状態が継続されることで、サブチャンバ12内の空気は、徐々にNO2ガスに変換されてゆく。
Further, at time T4, the
プラズマモードの間、全体制御部71は、第2濃度センサ121からNO2の濃度データをサンプリング周期毎に受け取り、サブチャンバ12のNO2濃度を監視する。濃度データに基づき、時刻T5でNO2濃度が所定値(後述のNO2濃度D)に達したと判定すると、全体制御部71はプラズマモードを終了する。これに伴い、プラズマ制御部74はマイクロ波供給装置60の動作を停止させる。
During the plasma mode, the
次に、滅菌工程が実行される。滅菌工程は、常圧下でサブチャンバ12内に充満しているNO2ガスを、被処理物を収容し高真空下にあるメインチャンバ11内に、両チャンバの圧力差を利用して一気に導入すると共に、NO2ガスに被処理物を暴露させる滅菌処理を行わせる工程である。この滅菌処理は、被処理物のNO2ガスに対する暴露時間をT(min)、メインチャンバ11内におけるNO2濃度をD(kppm)とするとき、次式を満たす滅菌処理である。
T×D≧1000(kppm・min) 但し、T≦120min
Next, a sterilization process is performed. In the sterilization process, NO 2 gas filled in the sub-chamber 12 under normal pressure is introduced at once into the
T × D ≧ 1000 (kppm · min) where T ≦ 120 min
時刻T5で全体制御部71は、上記滅菌工程の実行のため動作モードを「循環モード」に設定する。循環モードが設定されると、ポンプ制御部72は第3ポンプP3のみを動作させ、電磁弁制御部73は第4、第5電磁弁V4、V5を「開」とする。これにより、メインチャンバ11とサブチャンバ12とは、第4真空配管401及び第5真空配管402とで繋がれた、一つの密閉空間となる。
At time T5, the
この結果、減圧下のメインチャンバ11内には急激にNO2ガスが入り込み、チャンバ内の被処理物が良好にNO2ガスに曝される。例えば被処理物がカテーテルのような細長いチューブであっても、そのチューブ内の微小空間にまでNO2ガスが行き渡る。従って、被処理物の良好な殺菌が行い得る。
As a result, NO 2 gas suddenly enters the
NO2ガスのメインチャンバ11への導入が進むに連れ、メインチャンバ11とサブチャンバ12との圧力差は減少してゆく。そして、ある時刻T51で、両チャンバの圧力は平衡することになる。時刻T51以降は、専ら第3ポンプP3の動作によって、サブチャンバ12のNO2ガスがメインチャンバ11に送られる。全体制御部71は、時刻T5からタイマー装置に計時を開始させ、上述のT×D≧1000の条件を満たす時間が経過する時刻T6まで循環モードを維持する。
As the introduction of NO 2 gas into the
このような滅菌工程により、被処理物は滅菌された状態となるが、メインチャンバ11及びサブチャンバ12内にはNO2ガスや、滅菌反応により生成された物質が残存している。これらを浄化するため、排ガス無害化工程が実行される。この工程は、メインチャンバ11及びサブチャンバ12内を常圧に復帰させる復帰工程と、残留NO2ガスを浄化する浄化工程とからなる。
By such a sterilization process, the object to be processed is in a sterilized state, but NO 2 gas and a substance generated by the sterilization reaction remain in the
時刻T6になると、全体制御部71は、上記復帰工程の実行のため動作モードを「復帰モード」に設定する。復帰モードが設定されると、ポンプ制御部72は第1ポンプP1を新たに動作させ、第3ポンプP3の運転を継続させる。電磁弁制御部73は第1、第4電磁弁V1、V4を「開」とする。この結果、減圧状態にあるメインチャンバ11及びサブチャンバ12内に、第1常圧配管201、第1真空配管202及び第4真空配管401を介して外気が導入される。
At time T6, the
復帰モードの間、全体制御部71は、第1、第2圧力センサ112、122から圧力データをサンプリング周期毎に受け取りメインチャンバ11及びサブチャンバ12の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻T7で両チャンバ内が常圧に達したと判定すると、全体制御部71は復帰モードを終了する。
During the return mode, the
時刻T7で全体制御部71は、浄化工程の実行のために動作モードを「浄化モード」に設定する。浄化モードが設定されると、ポンプ制御部72は第2、第3ポンプP2、P3を動作状態とし、電磁弁制御部73は第2、第3、第4、第6、第7電磁弁V2、V3、V4、V6、V7を「開」とする。このとき、第1電磁弁V1と第8電磁弁V8とは「閉」とされているので、メインチャンバ11及びサブチャンバ12内の密閉性は確保されている。
At time T7, the
一方で、メインチャンバ11、排気系統50、連係系統40、サブチャンバ12及び循環系統20を通る、一つの循環経路が形成されることになる。メインチャンバ11を起点とすると、順次、HNO3変換部51及びフィルタ52が取り付けられている排気系統50内の配管、第7真空配管502、第5真空配管402、サブチャンバ12並びにNO2変換部33が取り付けられている循環系統20の配管、そして第4真空配管401を経由してメインチャンバ11に戻る、密閉された循環経路が形成される。
On the other hand, one circulation path passing through the
本実施形態では、このような密閉された循環経路(密閉空間)の内部で無害化処理を行う。すなわち、第2、第3ポンプP2、P3の駆動によって、前記循環経路内において気流が発生する。従って、メインチャンバ11及びサブチャンバ12内の残留NO2ガスは、HNO3変換部51及びフィルタ52を通過する。これにより、残留NO2ガスは一旦HNO3を含むガスに変換された後、フィルタ52でHNO3が吸着され、低濃度のNO2及びHNO3を含むガスとなる。その後、この低濃度ガスはサブチャンバ12に入り、さらに循環系統20のNO2変換部33に備えられているフィルタ331(図6)と通過する。この際に、ガス中に残存するHNO3がフィルタ331で吸着される。このフィルタ後のガスはサブチャンバ12に再び戻り、第4真空配管401を経てメインチャンバ11に戻る。
In the present embodiment, the detoxification process is performed inside such a sealed circulation path (sealed space). That is, an air flow is generated in the circulation path by driving the second and third pumps P2 and P3. Therefore, the residual NO 2 gas in the
以上のようなサイクルが繰り返され、残留NO2ガスは徐々に浄化されてゆく。浄化モードの間、全体制御部71は、第1、第2濃度センサ111、121からNO2の濃度データをサンプリング周期毎に受け取り、メインチャンバ11及びサブチャンバ12のNO2濃度を監視する。濃度データに基づき、時刻T8でNO2濃度が所定値以下に低下したと判定すると、全体制御部71は浄化モードを終了する。
The above cycle is repeated, and the residual NO 2 gas is gradually purified. During the purification mode, the
最後に、第2乾燥工程が実行される。この工程は、滅菌処理後の被処理物を乾燥させると共に、メインチャンバ11及びサブチャンバ12内を排気し且つ残留物を除去するための工程であって、排気工程、保持工程及び復帰工程とからなる。これらの各工程は、先に説明したものと同じ動作の工程である。
Finally, the second drying process is performed. This process is a process for drying the object to be processed after sterilization, exhausting the inside of the
すなわち、時刻T8で全体制御部71は、上記排気工程の実行のため動作モードを「排気モード」に設定する。これに伴いポンプ制御部72は第2ポンプP2に代えて第4ポンプP4を新たに動作させ、第3ポンプP3の運転を継続させる。電磁弁制御部73は第4、第6、第8電磁弁V4、V6、V8を「開」とする。これにより、メインチャンバ11及びサブチャンバ12は真空引きされる。このとき、第4ポンプP4からは、浄化後の清浄な気体が排出される。なお、この「排気モード」の際、第2、第3電磁弁V2、V3を「閉」とすることで、真空に対する耐性が比較的弱いプラズマノズル31を保護することができる。
That is, at time T8, the
全体制御部71は、第1、第2圧力センサ112、122から圧力データをサンプリング周期毎に受け取り、メインチャンバ11及びサブチャンバ12の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻T9で所定の真空度に達したと判定すると、全体制御部71は、上記保持工程の実行のため、動作モードを「保持モード」に設定する。これにより、第1〜第4ポンプP1〜P4の全てが停止され、第1〜第8電磁弁V1〜V8の全てが「閉」とされる。
The
全体制御部71は、時刻T9からタイマー装置に計時を開始させ、所定時間が経過する時刻T10まで保持モードを維持する。この保持工程が一定時間継続されることで、被処理物が乾燥状態とされ、またメインチャンバ11及びサブチャンバ12の内部が清浄化される。
The
時刻T10になると、全体制御部71は動作モードを「復帰モード」に設定する。復帰モードが設定されると、ポンプ制御部72は第1、第3ポンプP1、P3を動作させ、電磁弁制御部73は第1、第4、第5電磁弁V1、V4、V5を「開」とする。この結果、減圧状態にあるメインチャンバ11及びサブチャンバ12内に外気が導入される。
At time T10, the
復帰モードの間、全体制御部71は、第1、第2圧力センサ112、122から圧力データをサンプリング周期毎に受け取りメインチャンバ11及びサブチャンバ12の圧力を監視する。圧力データに基づき、時刻T11で両チャンバ内が常圧に達したと判定すると、全体制御部71は復帰モードを終了する。さらに、ロック制御部75を介してチャンバロック装置13を駆動し、メインチャンバ11の開閉ドアのインターロックを解除する。この解除によって、ユーザは被処理物をメインチャンバ11から取り出せるようになる。
During the return mode, the
以上説明した滅菌装置1によれば、メインチャンバ11内で被処理物を滅菌した後に、密閉状態にあるメインチャンバ11とサブチャンバ12との間で循環させ、残留NO2ガスを無害化させることができる。しかる後、メインチャンバ11及びサブチャンバ12の排気が行われる。従って、無害化処理の確実性を確保することができる。
According to the sterilization apparatus 1 described above, after sterilizing an object to be processed in the
また、循環系統30において、第2ポンプP2の動作に伴うガス流の発生で筒状空間312H及び絶縁性の配管315の内部が僅かに負圧となり、プラズマノズル31におけるプラズマの安定的な点灯と、点灯状態の維持が確保される。
In addition, in the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各種の変形実施形態を取ることができる。例えば、上記実施形態では、窒素酸化物ガスとしてNO2ガスを用いる例を示したが、滅菌剤としては、NO2ガス以外の各種窒素酸化物ガスを利用しても良い。 As mentioned above, although it demonstrated per embodiment of this invention, this invention is not limited to this, Various deformation | transformation embodiment can be taken. For example, in the above-described embodiment, an example in which NO 2 gas is used as the nitrogen oxide gas has been shown, but various nitrogen oxide gases other than NO 2 gas may be used as the sterilizing agent.
1 滅菌装置
11 メインチャンバ(第1チャンバ)
12 サブチャンバ(第2チャンバ)
20 吸気系統
30 循環系統
40 連係系統
401 第4真空配管(第1配管)
402 第5真空配管(第2配管)
50 排気系統
60 マイクロ波供給装置
70 制御装置(制御手段)
100 滅菌装置
101 導入部
102 滅菌室(密閉空間)
103 プラズマ発生部
104 触媒部
105 浄化装置
109 制御部
P1〜P4 第1〜第4ポンプ(P3:循環手段)
V1〜V8 第1〜第8電磁弁(V4、V5:第1弁、第2弁、第3弁)
FV 流量制御弁
1
12 Subchamber (second chamber)
20
402 5th vacuum pipe (second pipe)
50
DESCRIPTION OF
V1 to V8 1st to 8th solenoid valves (V4, V5: 1st valve, 2nd valve, 3rd valve)
FV flow control valve
Claims (4)
前記滅菌剤として窒素酸化物ガスを用い、
前記滅菌処理として、前記被処理物の前記窒素酸化物ガスに対する暴露時間をT(min)、前記密閉空間における前記窒素酸化物ガスの濃度をD(kppm)とするとき、次式を満たす滅菌処理を行うことを特徴とする滅菌処理方法。
T×D≧1000(kppm・min) 但し、T≦120min A method of performing a sterilization process in which an object to be processed is exposed to a sterilant in a sealed space,
Using nitrogen oxide gas as the sterilant,
As the sterilization treatment, when the exposure time of the object to be treated with the nitrogen oxide gas is T (min) and the concentration of the nitrogen oxide gas in the sealed space is D (kppm), the sterilization treatment satisfying the following formula: A sterilization method characterized by:
T × D ≧ 1000 (kppm · min) where T ≦ 120 min
前記被処理物を収容する空間を密閉化して密閉空間を形成し、この密閉空間の窒素酸化物ガス濃度を徐々に高める第1工程と、
前記密閉空間が所定濃度に達した後に所定時間保持する第2工程と、を含み、
前記窒素酸化物ガスの濃度Dは、前記第1工程と前記第2工程とを合わせた等価濃度であることを特徴とする請求項1に記載の滅菌処理方法。 The sterilization treatment is
A first step of sealing a space for accommodating the object to be processed to form a sealed space, and gradually increasing the nitrogen oxide gas concentration in the sealed space;
A second step of holding the sealed space for a predetermined time after reaching a predetermined concentration,
2. The sterilization method according to claim 1, wherein the concentration D of the nitrogen oxide gas is an equivalent concentration obtained by combining the first step and the second step.
滅菌剤としての窒素酸化物ガスが生成される第2チャンバと、
前記第2チャンバから前記第1チャンバへ向かう連通路を形成する第1配管と、
前記第1チャンバから前記第2チャンバへ向かう連通路を形成する第2配管と、
前記第1配管及び第2配管にそれぞれ配置される第1弁及び第2弁と、
前記第1配管及び第2配管と、前記第1チャンバと、前記第2チャンバとで形成される密閉された空間内で気体を循環させる循環手段と、
前記第1弁、第2弁及び循環手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記第1弁及び第2弁を開とし、前記循環手段を駆動させて、前記密閉された空間内で前記窒素酸化物ガスを含む気体を循環させ、前記被処理物を、前記窒素酸化物ガスを含む気体に暴露させる滅菌処理を行わせるものであって、
前記被処理物の前記窒素酸化物ガスに対する暴露時間をT(min)、前記密閉された空間における窒素酸化物ガスの濃度をD(kppm)とするとき、次式を満たす滅菌処理が行われるよう、前記循環を維持させることを特徴とする滅菌装置。
T×D≧1000(kppm・min) 但し、T≦120min
A first chamber in which an object to be processed is accommodated;
A second chamber in which nitrogen oxide gas as a sterilant is generated;
A first pipe forming a communication path from the second chamber to the first chamber;
A second pipe forming a communication path from the first chamber to the second chamber;
A first valve and a second valve respectively disposed in the first pipe and the second pipe;
A circulation means for circulating gas in a sealed space formed by the first pipe and the second pipe, the first chamber, and the second chamber;
Control means for controlling the operation of the first valve, the second valve and the circulation means,
The control means includes
The first valve and the second valve are opened, the circulation means is driven to circulate a gas containing the nitrogen oxide gas in the sealed space, and the object to be processed is the nitrogen oxide gas. Sterilization treatment to expose to gas containing,
When the exposure time of the object to be treated with the nitrogen oxide gas is T (min) and the concentration of the nitrogen oxide gas in the sealed space is D (kppm), a sterilization process that satisfies the following formula is performed. The sterilizer is characterized by maintaining the circulation.
T × D ≧ 1000 (kppm · min) where T ≦ 120 min
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2009
- 2009-06-23 JP JP2009148847A patent/JP2011004802A/en active Pending
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